青黴菌寄宿令人驚訝的阿片類化合物 

下一代阿片類藥物可能源自微小的真菌蛋白 

青黴菌真菌的插圖

Dr Microbe Getty Images

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阿片類藥物透過啟用特定的受體(在細胞上發現並對特定物質作出反應的蛋白質)來非常有效地緩解疼痛。但這些藥物也會引起嚴重的副作用,包括可能致命的呼吸抑制。新的研究可能會啟發下一代阿片類藥物,在提供止痛效果的同時,減少此類風險。

澳大利亞的科學家發現了一種肽,這是一種微小的氨基酸鏈,在某些方面作用類似於阿片類藥物,並且來自一個不太可能的來源:青黴菌。悉尼大學的神經藥理學家、這項新研究的資深作者 Macdonald Christie 說:“這種生物是在世界盡頭塔斯馬尼亞島一個非常原始的河口發現的。”這項研究的詳細內容於去年十月發表在《美國國家科學院院刊》上。他說,能夠啟用阿片受體以調節疼痛水平的肽在脊椎動物神經系統以外很少發現。

阿片受體屬於一個控制無數大腦功能的家族。這些受體使用稱為 G 蛋白的分子在相關細胞內傳送訊號。Christie 說,長期以來,研究人員認為與阿片受體相互作用的藥物只會啟動 G 蛋白訊號傳導或阻止它。但科學家們後來瞭解到,阿片受體也與許多其他蛋白質相關聯,從而影響細胞內的多種訊號通路。


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“大多數藥物發現都基於努力開啟或關閉 G 蛋白相互作用,”勞拉·博恩說,她是一位神經科學家,目前在佛羅里達州的斯克裡普斯研究所工作,但沒有參與這項研究。但“與其繼續只是撥動開關,我們可以尋找方法來精確調整我們想要的東西——而我們想要的是止痛。我們不想要的是呼吸抑制,以至於[達到]過量用藥的程度,我們也不想要成癮。”博恩的研究將常見阿片類藥物嗎啡的止痛效果與 G 蛋白的啟用聯絡起來,並將嗎啡的呼吸抑制與啟用一種名為 β-arrestin 的調節蛋白聯絡起來。

大多數阿片類藥物(以及所有已知的天然存在的阿片類藥物,Christie 說)都會啟用 β-arrestin 以及 G 蛋白訊號。但 bilorphin——研究人員在新研究中基於真菌肽建立的一種化合物——只關注 G 蛋白,Christie 說。“這對我們來說意義重大,”他補充說,“因為我們知道製藥行業的每個人都在致力於開發[阿片類化合物],使其不會向 arrestin 發出訊號。”(然而,Bohn 和 Christie 都認為,找到沒有副作用的藥物將比僅僅避免 β-arrestin 訊號傳導更為複雜。)

研究人員在小鼠身上測試了 bilorphin,但只有當直接注射到脊髓時,它才能減弱疼痛訊號,這意味著它無法穿過血腦屏障。挑戰將是設計受 bilorphin 啟發的化合物,使其能夠進入大腦並保持其獨特的訊號傳導能力——理想情況下,在止痛的同時不抑制呼吸。

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